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Radiation Hormesis와 LNT
100 mSv 미만의 저선량 혹은 그 보다 작은 10 mSv 미만의 선량영역에서 방사선량과 그 효과(선량 vs. 영향: 방사선량과 건강영향)의 상관관계는 단 하나의 요소로 설명하기 어렵다는 점을 감안하여 여러 가지 다양한 변수, 즉 표적 조직, 방사선량 및 선량률, 개체의 방사선감수성 등을 고려하지 않을 수 없다. 원폭생존자 혹은 고선량 피폭자, 실험실 내 동물 및 곤충 등을 대상으로 한 고선량 방사선조사, 세포단위의 조사실험 등에서는 선량과 그 영향의 상관관계가 명확하게 나타나는 반면에, 적어도 100 mSv 이하의 선량영역에서는 오랜 연구에도 불구하고 건강상의 그 어떠한 영향이 있다고 분명하게 밝혀진 것이 없다.
현재 대부분의 합의된 주요보고서와 정부(규제)기관들은 문턱 없는 선형모델(LNT, Linear No-Threshold model)을 고수하고 있다. 반면에 대표적으로 프랑스 과학아카데미-국립 의료아카데미(French Academy of Science-National Academy of Medicine)는 2005년 저선량 영역에서 발암모델로 LNT의 사용을 거부했다. 20 mSv 보다 적은 선량에서 발암효과를 평가하기 위하여 LNT를 사용하는 것이 정당화 되지 않는다는 것이다.1)
LNT 모델은 방사선방호와 관련하여 (방사선작업 등) 현장에 적용하기 위하여, 실제로 필요한 관리이행 측면에서 (규제)행정적 업무상의 간단함 때문에 규제목적으로도 유용하다. 필요 없는 방사선피폭을 막고 과도한 방사선피폭을 방지하고자, 위험 없는 방사선피폭은 없다고 보수적으로 가정하는 것이다. 그래야만 현장에서 관리와 규제가 간단해지기 때문이다.주1)
주1) 영국 통계과학자 George E.P. Box는 "모든 모델들은 잘못되었지만 어떤 것들은 유용하다(All models are wrong, but some models are useful.)"라는 유명한 말을 했다. 모델은 사실이 아닐 수 있지만, 효용 가치가 있어 사용한다. 이는 통계학을 넘어 대부분의 과학 분야에도 맞는 말이다.
특히 저선량 영역에서 LNT에 반대되는 것이 방사선 호메시스(radiation hormesis)이다. 아직 명백한 과학적 증거를 통해 분명하게 밝혀지지는 않았으나, 적어도 저선량 영역에서 선량과 그로 인한 반응의 크기가 분명히 선형적이 아니라는 관찰결과들이 이를 의미한다고 주장한다. 암 발생과 같은 확률적 영향장해 위험에도 방사선증후군(ARS, Acute Radiation Syndrome)과 같은 결정론적 영향장해 위험처럼 문턱선량이 존재할 수 있다는 것이다.
그러나 BEIR-VII(전리방사선의 생물학적 영향; 미국 National Research Council, 2006)에서는 세포 내 DNA 이중나선절단(DSB, Double Strand Break)결함을 복구하는 메카니즘이 저선량 영역에서 선량 대비 그 영향의 선형성을 없앨 수도 있으나, 이 (저선량) 영역에서 (아직 방사선에 의한 것이 아닌) DSB를 복구하는데 전리방사선이 일정 역할을 하는지는 정확히 알려지지 않았다고 했다. 문턱선량이 존재하려면 DNA 손상에 대하여 오류가 없는 반응과 복구가 있어야 한다는 것이다.2-3) 하지만 이 주장 역시 생체 세포 내 생기는 DNA 손상이 방사선에 의한 것인지, 아니면 다른 원인(화학물질 등)에 의한 것인지 구별하기 어렵기 때문에 근본적으로 문제가 있다.
방사선 호메시스는 일찌기 독성학에서 알려진 대로 '미량의 독성은 체내 생체활동을 자극하여 활성화를 유도하기 때문에 결과적으로 건강에 나쁜 영향을 끼치기보다는 오히려 이익이 될 수 있다’는 것에 비유될 수 있다. 저선량의 방사선 역시 건강에 유익함을 주는 미량의 독성 물질이 하는 역할을 할 수 있다는 것이 방사선 호메시스이다. 저선량 영역에서는 방사선에 의한 손상이 계속하여 생물체 내에 축적되는 것이 아니라, 생물체는 다양한 과정(생체반응기전의 형태)으로 세포단위에서 활발하게 그 손상을 복구하여, 그 결과로 생체기능이 활성화되어 건강을 유지한다는 것이다. 만약 (저선량의) 방사선이 없는 환경이라면 이러한 복구 메카니즘이 덜 활성화 된다는 것이다. 또한 인체에 해로운 중금속 같은 독성 물질이 몸 안에 들어와 배출이나 배설 없이 지속적으로 축적되는 것처럼 방사선에 의한 DNA 손상 역시 정확한 복구없이 계속 축적된다면, 당연히 그 양이 일정 수준(문턱)을 넘어서야 건강에 영향을 줄 것이다.
참고
1) A. Aurengo et al., "Dose-effect relationships and estimation of the carcinogenic effects of low doses of ionizing radiation". Académie des Sciences & Académie nationale de Médecine.;
citeseerx.ist.psu.edu/viewdoc/download;jsessionid=A6C4ADF78AF6D9DF9B7421CB1D4F8C3D?doi=10.1.1.126.1681&rep=rep1&type=pdf
2) National Research Council, Health Risks from Exposure to Low Levels of Ionizing Radiation: BEIR-VII Phase 2. The National Academies Press. doi:10.17226/11340, ISBN 978-0-309-09156-5 (2006)
3) UNSCEAR 2000 REPORT Vol. II: Sources and Effects of Ionizing Radiation: Annex G: Biological effects at low radiation doses
이 자료의 최초 작성 및 등록 : 김봉환(KAERI) bhkim2@kaeri.re.kr
